一种人工造浪装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109098487A(43)申请公布日2018.12.28(21)申请号201810587587.9(22)申请日2018.06.08(71)申请人中国科学院电工研究所地址100190北京市海淀区中关村北二条6号(72)发明人王厚生李仲一(74)专利代理机构北京科迪生专利代理有限责任公司11251代理人安丽(51)Int.Cl.E04H4/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种人工造浪装置及方法(57)摘要本发明涉及一种人工造浪装置及方法，利用水泵驱动水流并通过多个喷流口在水池中矢量合成各种浪型的新型人工造浪装置，安装在造浪装置上的水泵通过进水口从造浪装置前部吸入池水，加压后从连接在造浪装置侧面的一个或者多个喷流口高速喷出喷流，多个不同角度和速度的喷流在水池水面附近矢量合成，可以形成包括卷浪在内的任意浪高和浪型的浪，对池底形状没有特殊要求。本发明不需要外在牵引动力，造浪装置自身具备驱动力，造浪装置下部安装的轮子沿敷设在池底的轨道前进，在水池中形成连续的浪。CN109098487ACN109098487A权利要求书1/1页1.一种人工造浪装置，其特征在于：所述人工造浪装置全部或者部分地淹没在造浪池中，所述人工造浪装置主体为泵仓，泵仓内部安置有水泵，所述水泵由与泵仓相连接的动力源驱动；泵仓前部为浸入水中的进水口；在泵仓的侧面开有用于喷出水流的一个或多个喷流口；通过动力源利用水泵驱动水流从进水口进入，再通过喷流口喷出水流，喷出的水流通过矢量合成所需要的各种不同浪高和浪型的浪。2.根据权利要求1所述的一种人工造浪装置，其特征在于：所述喷流口在泵仓呈单侧或者双侧分布，喷流口为凸出有外缘的或是隐式无外缘的布置。3.根据权利要求1或2所述的一种人工造浪装置，其特征在于：根据公式(3)和浪型需求设定所述喷流口的安装位置和安装角度，以形成不同要求的浪高和浪型的浪；i为下标，Bi为第i个喷流口喷出的水流初始矢量，g为重力加速度，ti为第i个喷流到达汇流点的时间，n为矢量个数。4.根据权利要求1所述的一种人工造浪装置，其特征在于：所述造浪装置还加有轨道，在造浪的同时，造浪则沿轨道向前运动，具备自驱动能力，不需要外部的牵引。5.一种人工造浪方法，其特征在于：动力源通过进水口吸入造浪池的水，通过水泵加压后通过喷流口喷出水流，水流喷出的位置和空间角度不同，在造浪池表面附近水流通过矢量合成各种不同浪高和浪型的浪；在造浪的同时，造浪装置前后的水压差使所述造浪装置具备自驱动能力，不需要外部的牵引即在造浪池中沿轨道运动，在造浪池表面形成连续的浪。6.根据权利要求5所述的人工造浪方法，其特征在于：利用多个喷流口喷出的水流，在造浪池表面附近相遇合成浪，矢量合成公式如下：i为下标，Bi为第i个喷流口喷出的水流初始矢量，g为重力加速度，ti为第i个喷流口的水流到达造浪池表面预定位置的时间，n为个数，在设计过程中，对所要达到的设定浪高浪型进行空间矢量分解，按照上述公式，调整喷流口的数量及其位置和角度，多喷流最终空间矢量合成设定的浪；矢量分解后喷流口的数量n，喷流口的设定位置及角度需符合上述公式(3)；另外从造浪池及造浪装置的尺寸规模，对浪型精度的要求，以及工程实施难度、可靠性、经济成本等，多方面进行综合考虑，来设置喷流口的个数n。2CN109098487A说明书1/5页一种人工造浪装置及方法技术领域[0001]本发明涉及一种人工造浪装置及方法，属于舰艇波浪环境适应性试验平台、波浪发电设备测试，以及大众体育、娱乐辅助设施范畴。背景技术[0002]冲浪运动源于太平洋群岛上的波利尼西亚人，欧洲航海探险家在十八世纪发现并予以记载，其文字记录距今已经有二百多年，今天，全世界的冲浪爱好者有3500多万人，这个数字还在不断快速增加。2016年，冲浪运动正式成为奥运会项目，世界冲浪运动协会(WSL)也设立包括大陆港澳台在内的大中华区。但在全世界范围内，适于冲浪运动的海岸分布十分稀缺，且具有季节性和时段性，也就是在适于冲浪的海岸，每年也只有少数季节，并且在此期间的每天，也只有二至四个小时，适于冲浪。由于大陆架平缓，我国周边沿海几乎没有适于训练或比赛的自然浪源。为了满足娱乐、训练和比赛需求，人们希望能够人工地模拟和制造天然的、合适的海浪，可以随时地进行冲浪运动，不再是“靠天吃饭”。目前，主要的，能制造出具有一定专业水准的浪(有足够的浪高、浪形成后有足够的持续时间和合适的浪形)的方法有真空法和造浪板牵引法两种，第一种(参考专利：201620641883.9)利用真空泵将一定量的水吸到一定的高度，然后突然打开阀门释放到水池中，冲击形成浪，被吸起的水也可以换成一定体积重量的重物，这个方